電路組成和基本物理量

1、建 筑 電 工 學(xué)主講：霍吉良華北電力大學(xué)科技(kj)學(xué)院建筑工程系共十八頁(yè)第一章 電工(dingng)基本知識(shí)第一節(jié) 電路的組成及其基本物理量一、電路及其作用1、電路的組成（1）按組成電路的元器件：電路是由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線和控制與保護(hù)環(huán)節(jié)四部分組成。（2）按電路的工作性質(zhì)(xngzh)：電路又可分為內(nèi)電路和外電路。共十八頁(yè)2、電路的工作狀態(tài) （1）通路(又稱閉路) （2）斷路(又稱開(kāi)路(kil) 控制性斷路 事故性斷路 （3）短路(又稱捷路) 電源短路 負(fù)載短路人為(rnwi)自愿的非自愿的事故短路有用短路又叫短接共十八頁(yè)3、電路(dinl)的作用（2）實(shí)現(xiàn)(shxin)信息的傳遞和處理

2、（1）實(shí)現(xiàn)電能的輸送和轉(zhuǎn)換電力電路都屬于這種類型，主要作用是傳輸和轉(zhuǎn)換能量，它包括發(fā)電、變電、輸電、配電和用電。對(duì)于這些電路來(lái)說(shuō)，一般要求盡可能小的能量損耗和盡可能高的效率。 這類電路，雖然也有能量的輸送和轉(zhuǎn)換問(wèn)題，但其量值很小，人們最關(guān)心的是如何準(zhǔn)確地傳遞和處理信息，保證信息不失真。 以傳遞和處理信號(hào)為主要目的的電路很多，例如：收音機(jī)、電視機(jī)電路等。共十八頁(yè)二、電路的基本物理量1、電流強(qiáng)度（1）定義：電流強(qiáng)度是描述電流強(qiáng)弱的物理量，簡(jiǎn)稱電流。它在數(shù)值(shz)上等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量。（2）公式：對(duì)直流電而言，電流公式為：對(duì)交流電而言， 瞬時(shí)電流 公式為: （交流電流的瞬時(shí)值）（

3、3）單位：國(guó)際單位A；常用單位： mA。 （4）電流方向(fngxing)的規(guī)定：正電荷的運(yùn)動(dòng)方向 。 共十八頁(yè)2、電源(dinyun)的電動(dòng)勢(shì)（1）定義：非靜電力把正電荷經(jīng)由電源內(nèi)部(nib)由負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功與被移動(dòng)的電荷的電量Q之比，叫電源的電動(dòng)勢(shì)。用 E 表示 （2）公式： （3）單位：國(guó)際單位: V；常用單位: KV、mV； （4）電動(dòng)勢(shì)方向規(guī)定：由負(fù)極經(jīng)由電源內(nèi)部指向正極方向 。 共十八頁(yè)（5）實(shí)際(shj)電源 描述電源的物理量有兩個(gè)，一個(gè)(y )是電源的電動(dòng)勢(shì)E，另一個(gè)是電源的內(nèi)阻R0 。 如果忽略內(nèi)阻，電源只有電動(dòng)勢(shì)，沒(méi)有內(nèi)阻，這種電源稱為理想電源。 在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，

4、如果內(nèi)阻很小時(shí)，可以把這種電源近似當(dāng)做理想電源。 理想電源表示為：實(shí)際電源表示為：共十八頁(yè)3、電壓（1）定義 電源接通后，在電場(chǎng)力的作用下，正電荷就會(huì)從電源的正極通過(guò)導(dǎo)線經(jīng)負(fù)載移動(dòng)(ydng)到負(fù)極，于是形成了電流，同時(shí)負(fù)載開(kāi)始工作。這說(shuō)明了電場(chǎng)力做了功。為了衡量電場(chǎng)力做功的能力，我們引入了電壓這個(gè)物理量。常用U表示。 電路中a、b兩點(diǎn)之間的電壓Uab，在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把一正電荷從a點(diǎn)推到b點(diǎn)所做的功與該電荷的電量之比。（2）公式：（3）電壓的單位：與電動(dòng)勢(shì)單位相同。共十八頁(yè)4、電位(din wi)（1）概念電場(chǎng)中每一點(diǎn)都有電位（也叫電勢(shì)）。電位反應(yīng)該點(diǎn)在電場(chǎng)中電勢(shì)處于(chy)何種水平。常

5、用表示。電位具有相對(duì)性 ，與零參考點(diǎn)的位置選取有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，電場(chǎng)中不同點(diǎn)的電位數(shù)值不同。 (通常點(diǎn)電荷電場(chǎng)選遠(yuǎn)處；研究電路時(shí)選接地點(diǎn) ) 電位在數(shù)值上等于單位正電荷在該點(diǎn)具有的電勢(shì)能。電位在數(shù)值上還等于電場(chǎng)力把單位正電荷從該點(diǎn)沿任意路徑推到參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）所做的功，通常在研究電路時(shí)，電勢(shì)也叫電位。 共十八頁(yè)（3）電位的單位 ：與電壓和電動(dòng)勢(shì)的單位相同（4）電位的計(jì)算 在分析計(jì)算電路時(shí)，可任意選擇電路中的某一點(diǎn)(y din)作為參考點(diǎn)，假定該點(diǎn)的電位為零（零電位點(diǎn)，用符號(hào)表示）， 其它各點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)進(jìn)行高低比較而定。計(jì)算方法： 由 可 求解電路中某點(diǎn)電位。方法： 我們?cè)谇竽滁c(diǎn)電位時(shí)，就從

6、該點(diǎn)出發(fā)，沿著一條路徑（盡可能選最簡(jiǎn)單的路徑）“走”到零電位點(diǎn)，求出這兩點(diǎn)間的電壓就是該點(diǎn)的電位。（2）電壓(diny)與電位的關(guān)系 電路中兩點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)間的電位之差。電壓具有的絕對(duì)性，與零參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān) 。電壓的方向規(guī)定：由高電位指向低電位。 共十八頁(yè)【例題(lt)】如圖電路，已知， ， ， ， 選c點(diǎn)為參考點(diǎn)， ；求 共十八頁(yè)解： 沿a-b-c則：或 沿a-E-c則， 沿b-R2-c則， 或 沿b-a-c則，可見(jiàn)，雖然選擇的計(jì)算路徑(ljng)不同，雖然有不同的表達(dá)式，但是最后計(jì)算出來(lái)的數(shù)值結(jié)果是完全相同的，說(shuō)明計(jì)算結(jié)果與選擇的路徑(ljng)無(wú)關(guān)。 共十八頁(yè)（5）同電位(din

7、 wi)點(diǎn)如圖，電路計(jì)算(j sun)可得：可見(jiàn)，a、b兩點(diǎn)電位相等 特殊情況下，電路中某兩點(diǎn)或者幾點(diǎn)的電位數(shù)值相同，這些點(diǎn)稱為同電位點(diǎn)。若用導(dǎo)線將a、b兩點(diǎn)連接起來(lái)，其間無(wú)電流通過(guò)；如果在a、b間加任意數(shù)值的電阻，對(duì)整個(gè)電路均無(wú)影響。 共十八頁(yè)5、電功率（1）定義：負(fù)載在單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能叫電功率，用P表示(biosh)。（2）公式： 電阻消耗的功率還可用：（3）單位： 國(guó)際單位: W 常用單位：KW1KW=1000W共十八頁(yè)6、關(guān)于電壓、電流(dinli)、電動(dòng)勢(shì)的正方向和正負(fù)問(wèn)題當(dāng)我們遇到復(fù)雜電路(dinl)時(shí)，很難一眼就看出各支路兩端的電位高低和支路電流方向。如圖：當(dāng)我們不能看出各支

8、路兩端的電位高低和支路電流方向時(shí)，我們可以任意假定該支路兩端電壓的方向和支路電流方向，如果電動(dòng)勢(shì)方向不明確也可以假定。這種假定方向稱為假定正方向，簡(jiǎn)稱正方向。共十八頁(yè)需要特別注意的是：在研究(ynji)同一個(gè)電路或者有關(guān)聯(lián)的電路時(shí)，一般選定一個(gè)物理量的正方向后，其它的量的正方向可隨之判斷得出。不得重復(fù)設(shè)定正方向！反過(guò)來(lái)，若求出該量為正值，表明其實(shí)際方向與假定正方向相同；若求出該量為負(fù)值(f zh)，表明其實(shí)際方向與假定正方向相反。當(dāng)正方向選定之后，若實(shí)際方向與假定正方向相同，該量寫為正值；若實(shí)際方向與假定正方向相反，該量寫為負(fù)值；共十八頁(yè)1.1作業(yè)(zuy)P40-42 一、1、2、6的第一空二、1、2、3、9P421.1、1.2學(xué)完1.1內(nèi)容能夠(nnggu)做的作業(yè)黃色題號(hào)為自檢題；紅色題號(hào)寫在作業(yè)本上共十八頁(yè)內(nèi)容摘要建 筑 電 工 學(xué)。（2）按電路的工作性質(zhì)：電路又可分為內(nèi)電路和外電路。以傳遞和處理信號(hào)為主要目的的電路很多，例如：收音機(jī)、電視機(jī)電路等。（1）定義：電流強(qiáng)度是描述電流強(qiáng)弱的物理量，簡(jiǎn)稱電流。這說(shuō)明了電場(chǎng)力做了功。（3）電壓的單位(dnwi)：與電動(dòng)勢(shì)單位(dnw